Heb je je ooit afgevraagd wat er zou gebeuren als je ziek zou worden in de ruimte? NASA heeft bacteriemonsters in een lage baan om de aarde gestuurd om erachter te komen.

Een van de laatste kleine satellietexperimenten van het bureau is de E. coli Anti-Microbial Satellite, of EcAMSat, die de genetische basis zal onderzoeken voor hoe effectief antibiotica E. coli-bacteriën kunnen bestrijden in de lage zwaartekracht van de ruimte. Deze CubeSat - een ruimtevaartuig ter grootte van een schoenendoos opgebouwd uit kubusvormige eenheden - is zojuist ingezet vanuit het ruimtestation, en kan ons helpen de manier waarop we infecties bestrijden te verbeteren, het verstrekken van veiliger reizen voor astronauten op toekomstige reizen, en bieden voordelen voor medicijnen hier op aarde.

"Als we ontdekken dat de weerstand hoger is bij microzwaartekracht, wij kunnen iets doen, omdat we het gen kennen dat ervoor verantwoordelijk is, en in staat zijn om tegenmaatregelen te ontwerpen, " zei A.C. Matin, hoofdonderzoeker voor het EcAMSat-onderzoek aan de Stanford University in Californië. "Als we serieus zijn over de verkenning van de ruimte, we moeten weten hoe menselijke vitale systemen worden beïnvloed door microzwaartekracht."

Wetenschappers geloven dat bacteriën zoals E. coli stress kunnen ervaren in microzwaartekracht. Deze stress activeert afweersystemen in de bacteriën, waardoor het moeilijker wordt voor antibiotica om tegen hen te werken. Bacteriën op aarde doen iets soortgelijks door een natuurlijke resistentie te ontwikkelen tegen traditionele antibioticabehandelingen. Door te weten hoe de resistentie van E. coli tegen antibiotica in de ruimte verandert, we kunnen ook bacteriën op aarde beter begrijpen, wat leidt tot effectievere behandelingen hier, te.

De E. coli-stammen die op EcAMSat worden gebruikt, zijn verantwoordelijk voor urineweginfecties, wat kan gebeuren met astronauten in de ruimte naast andere soorten infecties. Met deze resultaten, wetenschappers zullen leren over de ideale dosering van medicijnen om E. coli-infecties in de ruimte te bestrijden, en verken andere technieken die de kracht van antibiotica die vandaag al bestaan, kunnen versterken.

"Buiten een lage baan om de aarde, de toenemende gezondheidseffecten van microzwaartekracht en ruimtestraling zullen meer kennis vereisen over hoe biologie reageert op de ruimteomgeving, " zei Stevan Spremo, projectmanager voor de missie bij NASA's Ames Research Center in Silicon Valley in Californië. "De lessen die in dit experiment zijn geleerd, zullen dienen als een opstap voor meer geavanceerde biologische CubeSat-missies, kritische vragen beantwoorden."

EcAMSat is een unieke autonome satelliet, wat betekent dat het zijn experiment kan uitvoeren zonder enige communicatie van de aarde. Na aankomst op het internationale ruimtestation, bemanning zal samenwerken met grondverkeersleiders om de satelliet in een baan om de aarde te brengen, en het is geprogrammeerd om automatisch zijn experiment te starten. Studenten van de Santa Clara University in Californië zullen het ruimtevaartuig volgen, missieoperaties afhandelen en gegevens downloaden.

Het ruimtevaartuig zal de slapende E. coli wekken door ze te overspoelen met een voedingsrijke vloeistof, hun containers aanpassen aan de temperatuur van het menselijk lichaam, en vervolgens de bacteriële monsters injecteren met verschillende hoeveelheden antibiotica. Twee typen E. coli zullen worden vergeleken:een met een natuurlijk voorkomend gen dat helpt om antibiotica te weerstaan, de andere zonder.

De bacteriën worden gemengd met een kleurstof die van blauw naar roze verandert. Een kleurstof die blauw blijft, geeft aan dat de meeste cellen zijn gestorven als reactie op het antibioticum. Hoe meer cellen levensvatbaar en actief blijven ondanks het medicijn, hoe sterker roze de kleurstof wordt. Een ingebouwde kleurensensor detecteert deze veranderingen, en bepalen hoe sterk de twee soorten E. coli het antibioticum bij verschillende doses weerstaan.

Het experiment duurt 150 uur terwijl EcAMSat in een baan om de aarde draait. en de dataset, in totaal minder dan een megabyte, wordt dan via de radio naar de aarde verzonden. Na het beëindigen van zijn missie, deze kleine satelliet zal ongeveer 18 maanden later in de atmosfeer van de aarde verbranden.

Astronauten vandaag gezond houden, Op zoek naar het leven van morgen

EcAMSat bouwt niet alleen voort op een erfenis van betrouwbaar hardwareontwerp dat is gedemonstreerd tijdens eerdere kleine satellietmissies, maar ook rijpende technologie voor toekomstige missies om ons begrip van het leven in ons zonnestelsel te vergroten. In de toekomst, sommige van dezelfde componenten die voor EcAMSat zijn ontworpen, kunnen in andere missies voortleven.

"Hoewel EcAMSat dit maar één keer zal vliegen, veel van zijn componenten kunnen aan een andere missie beginnen:detectie van leven in het zonnestelsel, " zei Tony Ricco, hoofdtechnoloog voor de missie bij Ames. "Met behulp van sensoren en de microfluïdische technologie van EcAMSat, NASA ontwikkelt de technologie die nodig is om naar leven te zoeken op manen zoals Enceladus en Europa - oceaanwerelden bedekt met ijskorsten."

In een verpakking ter grootte van een paar broden, de wetenschap van deze satelliet zal de komende decennia gezondheidsvoordelen opleveren voor toekomstige astronauten en mensen op aarde.